沈玲 王紅梅

摘要以“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”課堂教學(xué)實(shí)踐為例，提出較好達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的方式——體驗(yàn)重歷式教學(xué)，即引導(dǎo)學(xué)生利用假說(shuō)演繹法，在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境下開(kāi)展主動(dòng)探究與知識(shí)建構(gòu)，做到真正意義上的重走科學(xué)家的探索之路，使其逐步形成高中生物學(xué)科中倡導(dǎo)的關(guān)注個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的必備品格。

關(guān)鍵詞科學(xué)史教學(xué) 體驗(yàn)重歷 假說(shuō)演繹法 生物與教學(xué)

中圖分類號(hào)G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

科學(xué)史教學(xué)是生物教學(xué)體系中必不可少的一環(huán)。要想增加學(xué)生的成就體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的生物核心素養(yǎng)，就必須加強(qiáng)在科學(xué)史教學(xué)中的探究式教學(xué)，創(chuàng)設(shè)貼近真實(shí)生活的教學(xué)情境，將“走馬觀花”的被動(dòng)重歷轉(zhuǎn)變?yōu)椤吧砼R其境”的主動(dòng)探究。鑒于此，筆者嘗試通過(guò)體驗(yàn)式重歷教學(xué)方式，以“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”課堂教學(xué)實(shí)踐為例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)探究的基本方法——假說(shuō)演繹法，就研究問(wèn)題自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，進(jìn)而主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)，重走科學(xué)家的探索之路。

1課前實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

美國(guó)教育學(xué)家布朗認(rèn)為“學(xué)習(xí)的環(huán)境應(yīng)該放到真實(shí)問(wèn)題的背景中，使它對(duì)學(xué)生有意義”。所以在設(shè)計(jì)這節(jié)課的教學(xué)之初，筆者就考慮摒棄教材圖片的簡(jiǎn)單呈現(xiàn)，選擇親手做實(shí)驗(yàn)來(lái)營(yíng)造一個(gè)真實(shí)的探究情境。然而當(dāng)真正著手開(kāi)始操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)施過(guò)程中會(huì)暴露出很多的實(shí)際問(wèn)題。

1.1實(shí)驗(yàn)材料的選擇

實(shí)驗(yàn)材料的選擇直接影響到實(shí)驗(yàn)的成敗。在生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)中，達(dá)爾文父子選擇了具有胚芽鞘的禾本科植物的幼苗。筆者在嘗試時(shí)，分別種植了小麥種子、綠豆種子和玉米種子，使其在相同室溫條件下（20～25℃）培養(yǎng)。小麥種子由于未進(jìn)行“春化”處理，5d后才開(kāi)始萌發(fā)，相對(duì)萌出速度較慢，且莖稈細(xì)弱，很難進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的相關(guān)操作。綠豆萌發(fā)速度最快，泡水后隔天就能萌出，但其為雙子葉植物，不具有典型的胚芽鞘結(jié)構(gòu)，也不適合作為本實(shí)驗(yàn)的材料。

綜合萌發(fā)狀況，玉米是較為適宜的實(shí)驗(yàn)材料，萌發(fā)速度較快（2或3d），且幼苗較為粗壯，便于進(jìn)行相關(guān)處理。

1.2實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程中暴露出的相關(guān)問(wèn)題

向光性探究涉及的相關(guān)實(shí)驗(yàn)看似簡(jiǎn)單，但具體實(shí)施時(shí)會(huì)暴露出很多的問(wèn)題，以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的一些問(wèn)題及相應(yīng)的處理方法。首先，為了便于觀察種子的萌發(fā)狀況，水培相較于土培更直觀、清晰;其次，在研究幼苗的感光部位時(shí)需制作不透光小帽遮住尖端，幼苗本身較小，制作起來(lái)有一定的難度，取與胚芽鞘粗細(xì)相近的牙簽，用錫紙包裹在牙簽上，高出一部分，然后向下反折，這樣可以制作出大小適宜的小帽;另外，由于幼苗本身較小，在放置瓊脂塊的時(shí)候操作起來(lái)很有難度，所以在制作瓊脂塊的時(shí)候盡可能增大其濃度，冷卻后硬度較大，容易切割出較小的瓊脂塊，便于插入尖端和放置于去頂幼苗。

2課堂教學(xué)過(guò)程

2.1“接地氣”的情境導(dǎo)入

教師展示一盆向光性極其明顯的盆栽，并提問(wèn)：近來(lái)，這盆植物越長(zhǎng)越“非主流”，“脖子”都歪了，有同學(xué)可以幫忙分析下原因嗎？

通過(guò)直觀的視覺(jué)沖擊，學(xué)生對(duì)于植物的向光性有了感性的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上自然而然地展開(kāi)對(duì)向光性形成原因的理性探究。

2.2“階梯式”的思維探究

生物學(xué)教學(xué)的根本任務(wù)之一就是教會(huì)學(xué)生自主探究自主解決問(wèn)題。然而有不少學(xué)生是思而不得其解的，這就需要教師及時(shí)地加以引導(dǎo)，合理地搭建能讓學(xué)生拾級(jí)而上的平臺(tái)，從而把未知的問(wèn)題一直延伸到己掌握的技能。

2.2.1探究一：探究單側(cè)光對(duì)植物生長(zhǎng)的作用

教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生活中眾多向光性的實(shí)例進(jìn)行分析，從中發(fā)現(xiàn)“共性”——這些植物都長(zhǎng)時(shí)間接受單側(cè)光的照射，提出疑問(wèn)：?jiǎn)蝹?cè)光對(duì)于植物的生長(zhǎng)有何作用？

教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用導(dǎo)學(xué)案上所給出的實(shí)驗(yàn)器材（生長(zhǎng)發(fā)育狀況相似的幼苗若干、紙箱、剪刀、臺(tái)燈）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。

直觀教學(xué)是課程與教學(xué)論的第一原則，教學(xué)應(yīng)盡可能借助形象直觀的感性材料，展示教師課前進(jìn)行準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的實(shí)物，而非單純的教材配圖，以此為學(xué)生營(yíng)造出真實(shí)的探究情境。學(xué)生在鮮活的幼苗前進(jìn)行充分觀察，通過(guò)形象思維轉(zhuǎn)化為抽象思維，降低思維難度，而且預(yù)測(cè)結(jié)果與真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果“不謀而合”，可以極大增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心與探究欲望。本探究環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)更多的是教師演示假說(shuō)演繹法的探究程序，這為接下來(lái)的學(xué)生自主探究提供范本。

2.2.2探究二：探究幼苗尖端的作用

通過(guò)觀察，學(xué)生不難得出植物真正彎曲和生長(zhǎng)部位應(yīng)是尖端下部，進(jìn)而很自然地生發(fā)出第二個(gè)探究活動(dòng)——幼苗的尖端有什么作用。

各學(xué)生小組討論得出探究方案，按照假說(shuō)演繹法的步驟依次解說(shuō)設(shè)計(jì)思路。事實(shí)上，該環(huán)節(jié)是學(xué)生對(duì)假說(shuō)演繹法的嘗試運(yùn)用，基于探究一中教師拋出的范例，學(xué)生自主演練，初步形成科學(xué)探究的基本模式，促進(jìn)掌握科學(xué)探究的基本方法。

2.2.3探究三：探究幼苗的感光部位

在探究二基礎(chǔ)上，教師提出疑問(wèn)：幼苗的彎曲生長(zhǎng)與尖端有關(guān)，單側(cè)光影響植物彎曲生長(zhǎng)的前提是植物要能感受到光刺激，那么單側(cè)光引起幼苗彎曲生長(zhǎng)，具體作用于哪一部位？

經(jīng)過(guò)前兩個(gè)探究活動(dòng)的鋪墊，學(xué)生對(duì)于假說(shuō)演繹法的應(yīng)用已經(jīng)較為得心應(yīng)手，這個(gè)探究活動(dòng)可以很好地考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)自變量的確定以及分組實(shí)驗(yàn)的理解。如果以遮光部位為自變量，則需要設(shè)置兩個(gè)實(shí)驗(yàn)組——遮住尖端與遮住尖端下部;如果以研究部位是否遮光為自變量，則需設(shè)置四組——尖端遮光與不遮光，尖端下部遮光與不遮光。這些細(xì)節(jié)問(wèn)題的處理恰是實(shí)驗(yàn)思維和科學(xué)方法培養(yǎng)的突破口，教師應(yīng)以此為契機(jī)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和得出結(jié)論時(shí)邏輯上的嚴(yán)密性。

在探究一。三的基礎(chǔ)上，教師肯定學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，并總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：?jiǎn)蝹?cè)光引起幼苗向光彎曲生長(zhǎng);幼苗向光彎曲與尖端有關(guān)：幼苗感受單側(cè)光刺激的部位是尖端;生長(zhǎng)和向光彎曲部位是尖端下面。

2.2.4探究四：探究幼苗尖端是否能產(chǎn)生“某種物質(zhì)”作用于尖端下部

在梳理上述探究結(jié)論的時(shí)候，教師引導(dǎo)學(xué)生思考：?jiǎn)蝹?cè)光下，尖端感受光刺激，為什么會(huì)引起尖端下部彎曲和生長(zhǎng)呢？學(xué)生在思考討論后，提出推測(cè)：?jiǎn)蝹?cè)光照射時(shí)，有某種化學(xué)物質(zhì)從苗尖端傳遞到了下面。隨后學(xué)生在學(xué)案所給實(shí)驗(yàn)器材（生長(zhǎng)發(fā)育狀況相似的幼苗若干、瓊脂、云母、燈）的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)難度較大，通過(guò)向?qū)W生介紹云母與瓊脂兩種不同透性的材料特性，給出思路提示，該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)就會(huì)迎刃而解。本實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中將教材中波森·詹森實(shí)驗(yàn)所用的明膠改為更易獲取的瓊脂，不僅不影響實(shí)驗(yàn)效果，也為接下來(lái)溫特實(shí)驗(yàn)的模擬奠定了基礎(chǔ)。

2.2.5探究五：探究用瓊脂收集到的尖端產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)究有何效應(yīng)

基于探究四中介紹過(guò)了瓊脂的特性，學(xué)生不難想到用瓊脂的特性來(lái)轉(zhuǎn)移“某種成分”，進(jìn)而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該成分的作用。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，學(xué)生能直觀地理解“某種物質(zhì)”具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的效應(yīng)，進(jìn)而得出“某種物質(zhì)”在植物體內(nèi)的分布不均衡分布是造成植物彎曲生長(zhǎng)的內(nèi)因，自此向光性的奧秘基本得以揭示。

從知識(shí)鏈的角度看，以上5個(gè)探究活動(dòng)中，每個(gè)探究活動(dòng)的結(jié)論都是下個(gè)探究活動(dòng)開(kāi)展的基礎(chǔ)，從這個(gè)意義上說(shuō)本課知識(shí)的建構(gòu)是呈現(xiàn)出階梯式的。從探究方法的角度看，本課旨在推廣科學(xué)探究的基本方法——假說(shuō)演繹法。但是這種方法的運(yùn)用不是一蹴而就的，所以從探究一的給出范例，到探究二的嘗試模仿，到探究三的完整運(yùn)用，再到探究四、五的難度提升，思維強(qiáng)度的要求也是階梯式上升的。

2.3“升華式”的課堂小結(jié)

教師將科學(xué)家們半個(gè)多世紀(jì)的研究歷程濃縮為一系列科學(xué)探究的“頭腦風(fēng)暴”，讓學(xué)生體會(huì)到自身探究成功的喜悅，拉近與科學(xué)家的距離，從而消除對(duì)科學(xué)探究的神秘感，養(yǎng)成樂(lè)于探究習(xí)慣。

3體驗(yàn)式重歷對(duì)教學(xué)的啟發(fā)

浙科版教材中有大量的科學(xué)史素材，有些科學(xué)史涉及的實(shí)驗(yàn)并不復(fù)雜，那么教師可以盡可能地開(kāi)展這些實(shí)驗(yàn)，做到最大意義上的“體驗(yàn)式重歷”。但是還有些實(shí)驗(yàn)一般教學(xué)環(huán)境下很難真實(shí)開(kāi)展，那么，教師可以依托多媒體技術(shù)模擬出逼真的實(shí)驗(yàn)效果。對(duì)于那些無(wú)法保證全程還原的科學(xué)史實(shí)驗(yàn)，那么可以提供關(guān)鍵環(huán)節(jié)的體驗(yàn)，制造認(rèn)知沖突，進(jìn)而揭示科學(xué)家的研究成果。

科學(xué)史素材對(duì)于科學(xué)方法和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要的意義，所以教師在進(jìn)行科學(xué)史素材的教學(xué)時(shí)，真正利用、開(kāi)發(fā)好這些素材，讓學(xué)生多一點(diǎn)“體驗(yàn)”，少一點(diǎn)記憶，不失為一個(gè)新的思路。